JP6726698B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両に設けられ、ファーサイド側面衝突時に乗員を保護する乗員保護装置に関する。

自動車等の車両において、乗員の上体に対して斜行して設けられるショルダベルト、及び、乗員の腰部回りに設けられるラップベルトを有する３点式のシートベルトは、衝突時等に乗員を保護する乗員拘束装置として広く用いられている。
また、車両の衝突やその前兆を検出した場合に、シートベルトを所定量だけ巻き上げて拘束力を高めるシートベルトプリテンショナが普及している。

シートベルトプリテンショナに関する従来技術として、例えば特許文献１には、車両の前面衝突又は側面衝突が検出された際に、シートベルトのウェビングを所定量巻き取る乗員拘束装置において、乗員の着座姿勢が正規着座姿勢に対して前進していることを検知した場合には、ヘッドレストを車両前方に移動させることが記載されている。

特開２０１７−１００５５０号公報

近年、側面衝突時における乗員保護性能を向上することが要望されている。
特に、車幅方向において乗員が着座している側とは反対側から入力を受けるファーサイド側面衝突においては、サイドエアバッグやカーテンエアバッグ等の各種エアバッグ装置による乗員の保護が難しく、乗員の上体、頭部が慣性力によって車体に対し入力側に大きく振られることによるニアサイド（衝突側）の乗員や、内装部材などとの衝突及び傷害の悪化が問題となる。
これに対し、側面衝突時にシートベルトプリテンショナを用いてシートベルトを牽引し、ショルダベルトの張力を高めて乗員の上体及び腰部をシートに拘束すれば、乗員の車幅方向変位を抑制して側面衝突時の乗員の傷害を抑制することが可能である。
この場合には、衝突初期における乗員の腰部を、臀部が座面から浮き上がる方向に回動しないよう確実に拘束することが重要であり、このためにはシートベルトのラップベルト部の張力を相当に高くする必要がある。
しかし、３点式シートベルトの場合には、ラップベルト部の張力増加に伴って乗員の上体を拘束するショルダベルト部の張力が過度に高くなると、腰骨（骨盤）に対して比較的脆弱な肋骨部の撓み等による胸部の傷害が懸念される。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、ファーサイド側面衝突時における乗員の車幅方向変位を抑制しつつ胸部傷害を抑制した乗員保護装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、前記ラップベルト部を牽引して張力を与えることが可能なラップベルト牽引部と、側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段とを備える乗員保護装置であって、前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態としかつ前記ラップベルト牽引部に前記ラップベルト部を牽引させることで前記乗員の上体が車幅方向内側に移動する挙動を許容する第１の牽引状態とし、その後前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させることで前記乗員の上体を車幅方向外側の肩部が後退する方向に回動させる第２の牽引状態とする制御部を有することを特徴とする乗員保護装置である。
これによれば、ファーサイド側面衝突時にラップベルト部を牽引する第１の牽引状態とすることによって、乗員の腰部の横移動を抑制するとともに横倒れ方向の挙動を安定化させて、乗員の上体が、背部がシートバック（背もたれ）から浮き上がった状態で車幅方向内側に移動する挙動を発生させることができる。
その後、このような状態からショルダベルト部を牽引して第２の牽引状態とすることによって、乗員の車幅方向外側の肩部を車両後方側へ引き、乗員の上体が持つ運動エネルギを、車幅方向内側へ倒れ込む方向の揺動から、上下方向に延在する軸周りに、車幅方向外側の肩部が後退する方向（車幅方向外側を振り返るよう身体をひねる方向）の回動に変換することができる。
その結果、乗員の上体の車幅方向内側への揺動を抑制することができ、頭部の移動量を低減して乗員の傷害を軽減することができる。
また、第１の牽引状態において、ショルダベルト部の張力を抑制しつつラップベルト部の張力を高くして乗員の臀部が座面から浮き上がらないよう腰部の回転抑制を図り、その後第２の牽引状態において、ショルダベルト部を、上体をひねることが可能な程度の力で牽引することにより、衝突初期から３点式シートベルトの張力を全体的に高めて腰部の拘束を図る場合に対して、衝突初期のショルダベルト部の張力が過剰となることを防止し、乗員の胸部傷害を抑制しつつ乗員の上体の車幅方向内側への揺動を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、前記ラップベルト部を牽引して張力を与えることが可能なラップベルト牽引部と、側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段とを備える乗員保護装置であって、前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態としかつ前記ラップベルト牽引部に前記ラップベルト部を牽引させるとともに、前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を所定の予備牽引力で牽引させることで前記乗員の上体が車幅方向内側に移動する挙動を許容する第１の牽引状態とし、その後前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を前記予備牽引力よりも大きな牽引力で牽引させることで前記乗員の上体を車幅方向外側の肩部が後退する方向に回動させる第２の牽引状態とする制御部を有することを特徴とする乗員保護装置である。
これによれば、上述した効果と実質的に同様の効果に加え、第１の牽引状態であるときにショルダベルト部に比較的小さな予備牽引力を与えることにより、乗員の上体が過度に前進するような挙動を防止し、第２の牽引状態に移行する際の乗員の体勢を安定化させてより確実に乗員保護効果を得ることができる。

請求項３に係る発明は、前記制御部は、前記第１の牽引状態から前記第２の牽引状態に移行する際に、前記ロッキングタングを前記ロック状態から前記アンロック状態へ移行させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乗員保護装置である。
これによれば、第２の牽引状態に以降する際にロッキングタングをアンロック状態へ移行することにより、ラップベルト部の張力の一部もショルダベルト部に伝達されることから、ショルダベルト部の張力をより迅速に高めることができる。

請求項４に係る発明は、前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、前記第２の牽引状態において、前記タング牽引部により前記ショルダベルト部を牽引することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の乗員保護装置である。
これによれば、ショルダベルト牽引部からの牽引に加えてタング牽引部によってショルダベルト部を両側から牽引することにより、ショルダベルト部の張力を迅速に高め、上述した効果を促進できる。

請求項５に係る発明は、前記制御部は、前記側面衝突の発生後、所定時間の経過後に前記第１の牽引状態から前記第２の牽引状態に移行させることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の乗員保護装置である。
これによれば、側面衝突後の経過時間を用いた簡単な制御により、上述した効果を得ることができる。

請求項６に係る発明は、乗員の挙動を検出する乗員挙動検出部を備え、前記制御部は、乗員の上体の移動量が所定値以上となった際に前記第１の牽引状態から前記第２の牽引状態に移行させることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の乗員保護装置である。
これによれば、乗員の上体の実際の挙動に基づいて第２の牽引状態への移行を行うことにより、制御の精度を高めより確実に上述した効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、ファーサイド側面衝突時における乗員の車幅方向変位を抑制しつつ胸部傷害を抑制した乗員保護装置を提供することができる。

本発明を適用した乗員保護装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の乗員保護装置を有する車両の車室前部を側方から見た状態を示す模式図であって、通常状態を示すものである。 図２のIII−III部矢視断面図である。 図２のIV−IV部矢視断面図である。 車両のファーサイド側面衝突時における乗員の挙動の一例を模式的に示す図である。 第１実施形態の乗員保護装置におけるファーサイド側突時の制御を示すフローチャートである。 第１実施形態の乗員保護装置におけるショルダプリテンショナ作動直前の状態を示す図である。 第１実施形態の乗員保護装置におけるショルダプリテンショナ作動直後の状態を示す図である。 本発明を適用した乗員保護装置の第２実施形態におけるファーサイド側突時の制御を示すフローチャートである。 本発明を適用した乗員保護装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。 第３実施形態の乗員保護装置におけるファーサイド側突時の制御を示すフローチャートである。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用した乗員保護装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態の乗員保護装置は、例えば、乗用車等の自動車の前席（運転席又は助手席）に着座した乗員を保護するものである。
図１は、第１実施形態の乗員保護装置の構成を示すブロック図である。
図２は、第１実施形態の乗員保護装置を有する車両の車室前部を側方から見た状態を示す模式図であって、通常状態（衝突又はその前兆が検出されない状態）を示すものである。
図２において、左側が車両前方側を示している。（図６乃至７において同じ）
図３は、図２のIII−III部矢視断面図である。
図４は、図２のIV−IV部矢視断面図である。

図１に示すように、乗員保護装置１は、ステレオカメラ装置１１、ミリ波レーダ装置１２、レーザスキャナ装置１３、環境認識ユニット２０、乗員保護装置制御ユニット３０、エアバッグ制御ユニット４０、ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、ロッキングタング７０、バックルプリテンショナ８０等を有する。

ステレオカメラ装置１１は、左右一対のカメラ及びステレオ画像処理ユニット等を有する。
左右のカメラは、レンズ群等の光学系や、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子及びその駆動装置、画像処理エンジン、入出力インターフェイス等を有する撮像装置である。
カメラは、左右方向に離間した状態で、車両前方に向けて取り付けられている。
カメラは、例えば、ルーフ１３０の前端部から車室内に吊り下げられ、フロントガラス１４０越しに自車両前方の画像を撮像するようになっている。
左右カメラがそれぞれ撮像した画像に係るデータは、ステレオ画像処理ユニットに逐次提供されるようになっている。
ステレオ画像処理ユニットは、撮像された画像のデータに公知のステレオ画像処理を施し、自車両に対する被写体の相対位置を算出するとともに、被写体の種類（車両、歩行者、建造物、地形等）を判別する。

ミリ波レーダ装置１２は、例えば２４ＧＨｚ帯や７９ＧＨｚ帯のミリ波レーダを用いて、自車両の周囲に存在する物体を検出し、検出された物体の自車両に帯する相対位置、相対速度を判別するものである。

レーザスキャナ装置１３は、自車両の周囲をレーザ光で照射し、レーザ光が物体に当たった際の散乱光を利用して、自車両の周囲に存在する物体の位置や形状を三次元的にスキャンする３Ｄ ＬｉＤＡＲである。
レーザスキャナ装置１３は、例えば、自車両の全方位（周囲３６０°）において物体の形状検出を行うことが可能となっている。

環境認識ユニット２０は、ステレオカメラ装置１１、ミリ波レーダ装置１２、レーザスキャナ装置１３による自車両周辺の物体検出結果等を利用して、自車両周辺の環境を認識するものである。
環境認識ユニット２０は、ステレオカメラ装置１１、ミリ波レーダ装置１２、レーザスキャナ装置１３が認識した他車両、建築物等のうち、自車両に対する相対位置、相対速度などから、自車両と衝突する可能性が高いリスク対象物を認識する。

環境認識ユニット２０は、リスク対象物の自車両に対する相対位置、相対速度（接近速度）などから、リスク対象物と自車両との衝突が不可避であると判定した場合（プリクラッシュ判定が成立した場合）には、そのリスク対象物に関する情報を乗員保護装置制御ユニット３０に伝達する。
ここで、リスク対象物に関する情報として、例えば、リスク対象物の種類、衝突予想箇所、衝突エネルギの入力方向、衝突までの予想時間、衝突時の予想相対速度等が挙げられる。

乗員保護装置制御ユニット３０は、自車両のリスク対象物（他車両等）との前面衝突、側面衝突の前兆等に応じて、エアバッグ制御ユニット４０、ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、ロッキングタング７０、バックルプリテンショナ８０等に対して指令を出し、これらを制御するものである。
乗員保護装置制御ユニット３０には、加速度センサ３１が接続されている。
加速度センサ３１は、例えば、車体における前後方向加速度、及び、車幅方向加速度をそれぞれ検出する加速度ピックアップを有する。
加速度センサ３１は、自車両が他車両等のリスク対象物と実際に衝突したことを検出する手段として機能する。
乗員保護装置制御ユニット３０は、加速度センサ３１、環境認識ユニット２０、ステレオカメラ装置１１、ミリ波レーダ装置１２、レーザスキャナ装置１３等と協働し、衝突又はその前兆を検出するとともに、衝突方向を検出可能な側面衝突検出手段として機能する。
乗員保護装置制御ユニット３０の機能、動作については、後に詳しく説明する。

エアバッグ制御ユニット４０は、運転席前面衝突用エアバッグ、助手席前面衝突用エアバッグ、膝部保護エアバッグ、サイドエアバッグ、カーテンエアバッグ、シートクッションエアバッグ等の各エアバッグ装置を統括的に制御するものである。
各エアバッグ装置は、展開用ガスを発生するインフレータが、エアバッグ制御ユニット４０からの指令に応じて作動することにより、ナイロン等の基布パネルにより袋状に形成されたバッグが内装部材等に収容された格納状態から展開膨張し、乗員の身体の一部を拘束する。

ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０は、後述するシートベルト２３０のショルダベルト部２３０Ｓ、ラップベルト部２３０Ｌをそれぞれ牽引し、張力を与える牽引装置（シートベルトプリテンショナ）である。
ロッキングタング７０は、シートベルト２３０の中間部が挿通されるとともに、バックル２３２に着脱可能に取り付けられる部分であって、後述するロック機能を備えている。
シートベルト２３０において、ロッキングタング７０よりもスリップジョイント２３３側の領域がショルダベルト部２３０Ｓとなり、ロッキングタング７０よりもラッププリテンショナ６０側の領域がラップベルト２３０Ｌとなる。

バックルプリテンショナ８０は、ロッキングタング７０が着脱可能に取り付けられるバックル２３２に設けられ、ロッキングタング７０を例えば下向きに牽引し、ショルダベルト部２３０Ｓ、ラップベルト部２３０Ｌに同時に張力を与える牽引装置（シートベルトプリテンショナ）である。
ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、ロッキングタング７０、バックルプリテンショナ８０の機能については、後に詳しく説明する。

図２、図３、図４に示すように、車室１００は、フロア１１０、トーボード１２０、ルーフ１３０、フロントガラス１４０、インストルメントパネル１５０、サイドドア１６０、センターコンソール１７０、Ｂピラー１８０等を有して構成されている。
車室１００は、乗員Ｐ等が収容される空間部である。

フロア１１０は、車室の床面部を構成する部分である。
フロア１１０は、車室１００の下部に、実質的に水平方向に沿って配置されている。
図３に示すように、フロア１１０には、フロアトンネル１１１が形成されている。
フロアトンネル１１１は、フロア１１０の車幅方向中央部を上方へ突出させて形成され、車両前後方向に延在している。
フロアトンネル１１１の内部（床下側）には、図示しないトランスミッション、プロペラシャフト、エキゾーストパイプ等が収容される。

フロア１１０には、フロントサイドフレーム１１２、サイドシル１１３、シートクロスメンバ１１４等が接合されている。
フロントサイドフレーム１１２は、閉断面を有する梁状に形成され、フロアトンネル１１１の下面部に沿って車両前後方向に延在する構造部材である。
フロントサイドフレーム１１２は、フロアトンネル１１１の左右に一対設けられている。

サイドシル１１３は、閉断面を有する梁状に形成され、フロア１１０の側端部に沿って車両前後方向に延在する構造部材である。
サイドシル１１３は、サイドドア１６０が設けられるドア開口の下縁部を構成する。
シートクロスメンバ１１４は、フロア１１０の上面から突出して設けられ、車幅方向に沿って延在する構造部材である。
シートクロスメンバ１１４の両端部は、フロアトンネル１１１、サイドシル１１３にそれぞれ連結されている。
シートクロスメンバ１１４は、シート２００を支持するシートレール２１１が取り付けられる基部となる。

トーボード１２０は、車室１００の下部における前面部を構成する部分である。
トーボード１２０は、フロア１１０の前端部から上方へ立ち上げて形成されている。
トーボード１２０は、車室１００と図示しないエンジンルームとの隔壁として機能する。

ルーフ１３０は、車室１００の天井部分を構成する部分である。
ルーフ１３０は、車室１００の上部に実質的に水平方向に沿って配置されている。
図３に示すように、ルーフ１３０の左右両端部には、ルーフサイドフレーム１３１が設けられている。
ルーフサイドフレーム１３１は、ルーフ１３０の側端部に沿って前後方向に延在する構造部材である。
ルーフサイドフレーム１３１の前端部は、フロントガラス１４０の側端部に沿って配置されるＡピラーの上端部と接合される。
ルーフ１３０の下側には、内装部材であるルーフトリム１３２が設けられる。

フロントガラス１４０は、車室１００の前部において、乗員Ｐの上体ＵＢの正面に設けられている。
フロントガラス１４０は、上端部が下端部に対して後方側となるように後傾して配置されている。
フロントガラス１４０の上端部は、ルーフ１３０の前端部に取り付けられている。
フロントガラス１４０の下端部は、インストルメントパネル１５０の上端部近傍において、図示しないカウル部に取り付けられている。

インストルメントパネル１５０は、例えば計器類、空調装置、ナビゲーション装置、グローブボックス等が設けられる内装部材である。
インストルメントパネル１５０は、トーボード１２０の上部から後方側（乗員Ｐ側）に張り出して形成されている。

サイドドア１６０は、車室１００の側部に設けられ乗員Ｐの乗降等に用いられる扉状の部材である。
サイドドア１６０は、アウタパネル１６１、ドアトリム１６２、ドアガラス１６３等を有する。
アウタパネル１６１は、車体外板の一部を構成する部分であって、例えば鋼板等の金属板をプレス加工して成型されている。
アウタパネル１６１の内側には、図示しないインナパネルが取り付けられる。
ドアトリム１６２は、サイドドア１６０の車室１００内側に取り付けられる内装材であって、例えば樹脂系材料等によって形成されている。
ドアガラス１６３は、アウタパネル１６１の上端部から上方に突出しかつ昇降可能となっている。
ドアガラス１６３が閉状態（上限まで上昇した状態）においては、ドアガラス１６３の上端部は、ルーフサイドフレーム１３１に近接して配置されている。

センターコンソール１７０は、車室１００内においてフロアトンネル１１１の上部に設けられた内装部材である。
センターコンソール１７０は、例えば、樹脂系材料等によって形成され、小物を収容する空間部等が設けられる。

Ｂピラー１８０は、ルーフサイドフレーム１３１とサイドシル１１３との間にわたして設けられる柱状の部材である。
Ｂピラー１８０は、サイドドア１６０の後端部に沿って配置され、サイドドア１６０の図示しないラッチ機構と係合するストライカが設けられている。
Ｂピラー１８０には、シートベルト２３０のスリップジョイント２３３、リトラクタ２３１、及び、ラッププリテンショナ６０が上方側から順次取り付けられている。

車室１００内には、前席（運転席、助手席）乗員が着座するシート２００が設けられている。
シート２００は、シートレール２１１を介して、前後方向に位置を調節可能な状態でフロア１００の上部に固定されている。
シート２００は、座面２１０、シートバック２２０を有するとともに、シートベルト２３０が設けられている。

座面２１０は、乗員Ｐの大腿部Ｆから臀部までが載置される実質的に平板状の部分である。
座面２１０において乗員Ｐと接する上面部は、通常時においては、水平方向にほぼ沿いかつ前端部側が後端部側よりも高くなるようわずかに傾斜している。
座面２１０は、シートレール２１１を介して、フロア１１０のシートクロスメンバ１１４に取り付けられている。
シートレール２１１は、フロア１１０に対して、座面２１０を前後方向に相対変位可能に支持する。

シートバック２２０は、乗員Ｐの上体ＵＢの背部を保持する背もたれ部である。
シートバック２２０は、座面２１０の後端部近傍から上方へ立ち上げられている。
シートバック２２０において乗員Ｐと接する前面部は、上端部が下端部に対して車両後方側となるようにやや後傾している。
座面２１０及びシートバック２２０は、例えば金属製の枠体であるシートフレームの内部に、スプリング等の弾性体を配置し、その周囲をウレタンフォーム等の弾性体で被覆し、表皮部分を構成する織物、編物等の布地や、天然皮革、合成皮革等でカバーして構成されている。

図４に示すように、シートバック２２０の左右方向（車幅方向）における両端部には、車両前方側に突出したサイドサポート２２１が設けられている。
サイドサポート２２１は、乗員Ｐの脇腹部を支持することにより、乗員Ｐの上体ＵＢが旋回時の求心加速度や側面衝突時の衝突加速度によって車幅方向に振られることを防止する機能を有する。

シートベルト２３０は、布製のウェビングにより乗員Ｐを拘束するものである。
シートベルト２３０は、乗員Ｐの上体ＵＢの前部（胸部）に袈裟掛け状にかけ渡されるショルダベルト部２３０Ｓ、及び、乗員Ｐの腰部に左右方向にかけ渡されるラップベルト部２３０Ｌを有する３点式のものである。

シートベルト２３０には、上述したショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、ロッキングタング７０、バックルプリテンショナ８０に加え、リトラクタ２３１、バックル２３２、スリップジョイント２３３等が設けられる。

ショルダベルト部２３０Ｓ、ラップベルト部２３０Ｌは、共通のベルト（ウェビング）によって構成され、ロッキングタング７０よりもリトラクタ２３１側がショルダベルト部２３０Ｓ、ラッププリテンショナ６０側がラップベルト２３０Ｌとなる。
リトラクタ２３１は、シートベルト２３０の一方の端部が、巻き上げ可能に取り付けられるものである。
リトラクタ２３１は、Ｂピラー１８０の上下方向における中間部に取り付けられている。
ショルダプリテンショナ５０は、リトラクタ２３１に内蔵されている。
リトラクタ２３１は、通常時は乗員Ｐの上体ＵＢの動きを妨げない程度の弱い牽引力でシートベルト２３０を牽引するとともに、シートベルト２３０が所定以上の速度で引き出された場合にはシートベルト２３０をロックするエマージェンシーロッキングリトラクタ（ＥＬＲ）機能を備えている。

バックル２３２は、シートベルト２３０の中間部が挿通されるロッキングタング７０が着脱可能に取り付けられるものである。
バックル２３２は、例えば、シート２００の座面２１０における車幅方向内側かつ後端部近傍において、図示しないシートフレームに取り付けられている。
バックル２３２には、ロッキングタング７０を牽引してショルダベルト部２３０Ｓ、ラップベルト部２３０Ｌに張力を付与するバックルプリテンショナ８０が設けられている。

スリップジョイント２３３は、リトラクタ２３１の上方においてＢピラー１８０に取り付けられ、リトラクタ２３１から上方へ引き出されたシートベルト２３０の方向を、バックル２３２側へ転換させるものである。
シートベルト２３０は、スリップジョイント２３３を自由に通過可能となっている。

シートベルト２３０のリトラクタ２３１側とは反対の端部は、ラッププリテンショナ６０に接続されている。
ラッププリテンショナ６０は、Ｂピラー１８０の下端部近傍に取り付けられている。

ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、バックルプリテンショナ８０は、乗員保護装置制御ユニット３０からの指令に応じて、シートベルト２３０を牽引して張力を付加する機能を備えている。
ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、バックルプリテンショナ８０は、例えば、火薬式のガス発生器が発生するガス圧力を用いてシートベルト２３０を牽引するガス圧式のアクチュエータを有する。

ロッキングタング７０は、シートベルト２３０のウェビングが挿通された状態で、バックル２３２に着脱可能に取り付けられる。
シートベルト２３０のウェビングにおいて、ロッキングタング７０よりもスリップジョイント２３３側の領域がショルダベルト部２３０Ｓとして機能し、ロッキングタング７０よりもラッププリテンショナ６０側の領域がラップベルト部２３０Ｌとして機能する。
ロッキングタング７０は、ショルダベルト部２３０Ｓの領域と、ラップベルト２３０部Ｌの領域との間で、ウェビングが自由に通過可能な開放状態（アンロック状態）と、ウェビングの通過が拘束された拘束状態（ロック状態）とを、乗員保護装置制御ユニット３０からの指令に応じて切替可能となっている。

図５は、車両のファーサイド側面衝突時における乗員の挙動の一例を模式的に示す図である。
ショルダプリテンショナ５０、ラッププリテンショナ６０、ロッキングタング７０、バックルプリテンショナ８０等の制御を行わない場合、図５に示すように、車両の右側面部に側面衝突を受け、左側のシート２００に乗員Ｐが着座しているファーサイド側面衝突の場合、衝突による入力によって車体が左側に変位する際に、乗員Ｐは慣性力によって車体に対して右側に相対変位する。
このとき、乗員の腰部はラップベルト部２３０Ｌによって拘束され、また、車幅方向に変位した場合であってもセンターコンソール１７０との干渉によって変位が制限されることから、上体ＵＢが右側（車幅方向内側）に大きく振られることになる。
このような上体ＵＢの揺動が大きいと、それ自体が傷害を発生させるほか、隣席の乗員や車室内装部材との衝突による傷害も懸念される。

そこで、第１実施形態の乗員保護装置においては、以下説明する制御により、側面衝突時の乗員保護を図っている。
図６は、第１実施形態の乗員保護装置におけるファーサイド側突時の制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：ファーサイド側面衝突判定＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、加速度センサ３１及び環境認識ユニット２０から取得した情報に基づいて、ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出されたか否かを判別する。
ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出された場合、ファーサイド側面衝突判定を成立させ、ステップＳ０２に進む。
その他の場合は、一連の処理を終了する。

＜ステップＳ０２：ロッキングタングロック・ラッププリテンショナ作動＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ロッキングタング７０を、アンロック状態からロック状態に移行させ、その後直ちにラッププリテンショナ６０を作動させる。
ラッププリテンショナ６０は、シートベルト２３０を牽引し、ラップベルト部２３０Ｌに張力を与える第１の牽引状態とする。
このときのラップベルト部２３０Ｌの張力は、乗員Ｐの上体ＵＢが腰部回りに車幅方向内側に回動した際に、腰部の回転を抑制し、臀部が座面２１０から浮き上がらない程度に設定される。
一方、ショルダベルト部２３０Ｓは、リトラクタ２３１のＥＬＲ機能によりロックされるが、この時点ではショルダプリテンショナ５０による牽引を受けることはない。
その後、ステップＳ０３に進む。

＜ステップＳ０３：ラッププリテンショナ作動後経過時間カウントアップ＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ステップＳ０２においてラッププリテンショナ６０を作動させた後の経過時間を計時するタイマ手段のカウンタ値を加算（カウントアップ）する。
その後、ステップＳ０４に進む。

＜ステップＳ０４：所定時間経過判断＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ラッププリテンショナ６０作動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過（閾値を超過）したか否かを判別する。
この所定時間（閾値）は、車両の側面衝突後、ファーサイド側の乗員Ｐの上体ＵＢの車幅方向内側へ所定量以上移動するとともに、背部がシートバック２２０から浮き上がった状態（後述する図７参照）となるまでの時間を考慮して設定されている。
経過時間が所定時間を経過している場合はステップＳ０５に進み、経過していない場合はステップＳ０３に戻り、以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ０５：ショルダ・バックルプリテンショナ作動、ロッキングタングアンロック＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ショルダプリテンショナ５０、バックルプリテンショナ８０を作動させるとともに、ロッキングタング７０をロック状態からアンロック状態へ移行させる。
ショルダプリテンショナ５０、バックルプリテンショナ８０は、それぞれショルダベルト部２３０Ｓ、ロッキングタング７０を牽引する第２の牽引状態とする。
さらにロッキングタング７０のアンロック状態への移行により、ラップベルト２３０Ｌの張力の一部もショルダベルト部２３０Ｓに伝達されることによって、ショルダベルト部２３０Ｓの張力は、急激に増加する。
その後、一連の処理を終了する。

上述したステップＳ０５において、ショルダベルト部２３０Ｓの張力を急激に増加させることによる効果について、以下詳細に説明する。
図７は、第１実施形態の乗員保護装置におけるショルダプリテンショナ作動直前の状態を示す図である。
図８は、第１実施形態の乗員保護装置におけるショルダプリテンショナ作動直後の状態を示す図である。
図７、図８は、いずれも図４に相当する箇所を示している。

図７に示すように、ファーサイド側面衝突の発生直後には、乗員Ｐの上体ＵＢは、背部がシートバック２２０から離間した状態で、腰部回りに車幅方向内側へ振られて移動した状態となる。
このような挙動が過度に大きくなると、乗員Ｐの頭部Ｈが、衝突側（ニアサイド側）の乗員や、内装部材等と衝突することによる傷害の発生等が問題となる。

そこで、第１実施形態においては、乗員Ｐの上体ＵＢが図７に示す状態となった後に、ショルダプリテンショナ５０等を作動させてショルダベルト部２３０Ｓを牽引し、張力を高めるようにしている。
これによって、図８に示すように、上体ＵＢは車幅方向外側（図８においては左側）の肩部が車両後方側に強く引かれる。
また、上体ＵＢは、背部がシートバック２２０に押し付けられることによって、背部における車幅方向内側の領域は、サイドサポート２２１に乗り上がった状態となり、車幅方向内側の肩部は、車幅方向外側の肩部に対して相対的に前進する。この前進量は、上体ＵＢがシートバック２２０に対して車幅方向内側に滑ることによってさらに大きくなる。
その結果、乗員Ｐの上体ＵＢは、上下方向に延在する回転中心軸回りに、車幅方向外側の肩部が後退する方向の回動を開始する。
上体ＵＢが車幅方向内側に変位する際の運動エネルギの一部は、この回転方向の運動エネルギに変換されることから、上体ＵＢ及び頭部Ｈの車幅方向内側への移動量が抑制される。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ファーサイド側面衝突時に、ラップベルト部２３０Ｌを牽引することによって、乗員Ｐの腰部の挙動を安定化させて、乗員Ｐの上体ＵＢが、背部がシートバック２２０から浮き上がった状態で車幅方向内側に移動する挙動を発生させることができる。
その後、このような状態からショルダベルト部２３０Ｓを牽引することによって、乗員Ｐの車幅方向外側の肩部を車両後方側へ引き、乗員Ｐの上体ＵＢが持つ運動エネルギを、車幅方向内側へ倒れ込む方向の揺動から、上下方向に延在する軸周りに、車幅方向外側の肩部が後退する方向の回動に変換することができる。
その結果、乗員Ｐの上体ＵＢの車幅方向内側への揺動を抑制することができ、頭部Ｈの移動量を低減して乗員Ｐの傷害を軽減することができる。
また、衝突初期におけるショルダベルト部２３０Ｓの張力を抑制しつつラップベルト部２３０Ｌの張力を高めて乗員Ｐの臀部が座面２１０から浮き上がらないよう腰部の回転抑制を図り、その後ショルダベルト部２３０Ｓを、上体ＵＢをひねることが可能な程度の力で牽引することにより、衝突初期から３点式シートベルトの張力を全体的に高めて腰部の拘束を図る場合に対して、衝突初期のショルダベルト部２３０Ｓの張力が過剰となることを防止し、乗員Ｐの胸部傷害を抑制しつつ乗員Ｐの上体ＵＢの車幅方向内側への揺動を抑制することができる。
（２）第２の牽引状態に以降する際にロッキングタングをアンロック状態へ移行することにより、ラップベルト部の張力の一部もショルダベルト部に伝達されることから、ショルダベルト部の張力をより迅速に高めることができる。
（３）ショルダベルト部２３０Ｓの牽引時にバックルプリテンショナ８０も併用し、ショルダベルト部２３０Ｓを両側から牽引することにより、ショルダベルト部２３０Ｓの張力を迅速に高め、上述した効果を促進できる。
（４）側面衝突の発生後直ちに作動するラッププリテンショナ６０の作動後経過時間が所定値以上となったときにショルダベルト部２３０Ｓの牽引を開始することにより、側面衝突後の経過時間を用いた簡単な制御で上述した効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用した乗員保護装置の第２実施形態について説明する。
以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

第２実施形態の乗員保護装置においては、ショルダプリテンショナ５０は、以下説明するように、予備牽引、本牽引の２段階の牽引が可能となっている。
本牽引においては、ショルダプリテンショナ５０は、第１実施形態のショルダプリテンショナ５０の作動時と実質的に同等の牽引力を発生する。
一方、予備牽引においては、本牽引よりも弱い牽引力を発生する。

図９は、第２実施形態の乗員保護装置におけるファーサイド側突時の制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ１１：ファーサイド側面衝突判定＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、加速度センサ３１及び環境認識ユニット２０から取得した情報に基づいて、ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出されたか否かを判別する。
ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出された場合、ファーサイド側面衝突判定を成立させ、ステップＳ１２に進む。
その他の場合は、一連の処理を終了する。

＜ステップＳ１２：ロッキングタングロック・ラッププリテンショナ作動・ショルダプリテンショナ予備牽引＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ロッキングタング７０を、アンロック状態からロック状態に移行させ、その後直ちにラッププリテンショナ６０を作動させる。
ラッププリテンショナ６０は、シートベルト２３０を牽引し、ラップベルト部２３０Ｌに張力を与える第１の牽引状態とする。
また、乗員保護装置制御ユニット３０は、ショルダプリテンショナ５０に予備牽引を行わせる。
これにより、ショルダベルト部２３０Ｓは、本牽引時に対して比較的弱い牽引力で牽引され、張力が与えられる。
その後、ステップＳ１３に進む。

＜ステップＳ１３：ラッププリテンショナ作動後経過時間カウントアップ＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ステップＳ１２においてラッププリテンショナ６０を作動させた後の経過時間を計時するタイマ手段のカウンタ値を加算（カウントアップ）する。
その後、ステップＳ１４に進む。

＜ステップＳ１４：所定時間経過判断＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ラッププリテンショナ６０作動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過（閾値を超過）したか否かを判別する。
経過時間が所定時間を経過している場合はステップＳ１５に進み、経過していない場合はステップＳ１３に戻り、以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ１５：ショルダプリテンショナ本牽引、バックルプリテンショナ作動、ロッキングタングアンロック＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、バックルプリテンショナ８０を作動させるとともに、ロッキングタング７０をロック状態からアンロック状態へ移行させる。
また、乗員保護装置制御ユニット３０は、ショルダプリテンショナ５０を、予備牽引状態から、牽引力が増加した本牽引状態へ移行させる。
ショルダプリテンショナ５０、バックルプリテンショナ８０は、それぞれショルダベルト部２３０Ｓ、ロッキングタング７０を比較的強力に牽引する第２の牽引状態とする。
さらにロッキングタング７０のアンロック状態への移行により、ラップベルト２３０Ｌの張力の一部もショルダベルト部２３０Ｓに伝達されることによって、ショルダベルト部２３０Ｓの張力は、急激に増加する。
その後、一連の処理を終了する。

以上説明した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、第１の牽引状態であるときにショルダプリテンショナ５０によりショルダベルト部２３０Ｓに比較的小さな予備牽引力を与えることにより、乗員Ｐの上体ＵＢが過度に前進するような挙動を防止し、第２の牽引状態に移行する際の乗員Ｐの体勢を安定化させてより確実に乗員保護効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用した乗員保護装置の第３実施形態について説明する。
図１０は、第３実施形態の乗員保護装置の構成を示すブロック図である。
図１０に示すように、第３実施形態においては、乗員保護装置制御ユニット３０には、乗員モニタリング装置３２が接続されている。
乗員モニタリング装置３２は、例えば、乗員Ｐを撮像するカメラや、乗員Ｐの挙動を検出する近接センサ等を備え、乗員Ｐの上体ＵＢが腰部回りに車幅方向に振れる方向に回動する移動量を検出可能となっている。
検出された移動量は、逐次乗員保護装置制御ユニット３０に伝達される。

図１１は、第３実施形態の乗員保護装置におけるファーサイド側突時の制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ２１：ファーサイド側面衝突判定＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、加速度センサ３１及び環境認識ユニット２０から取得した情報に基づいて、ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出されたか否かを判別する。
ファーサイド側面衝突又はその前兆が検出された場合、ファーサイド側面衝突判定を成立させ、ステップＳ２２に進む。
その他の場合は、一連の処理を終了する。

＜ステップＳ２２：ロッキングタングロック・ラッププリテンショナ作動＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ロッキングタング７０を、アンロック状態からロック状態に移行させ、その後直ちにラッププリテンショナ６０を作動させる。
ラッププリテンショナ６０は、シートベルト２３０を牽引し、ラップベルト部２３０Ｌに張力を与える第１の牽引状態とする。
その後、ステップＳ２３に進む。

＜ステップＳ２３：乗員挙動検出＞
乗員モニタリング装置３２は、乗員Ｐの上体ＵＢの挙動、特に、車幅方向の移動量を検出し、検出結果を逐次乗員保護装置制御ユニット３０に伝達する。
その後、ステップＳ２４に進む。

＜ステップＳ２４：上体移動量判断＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、乗員Ｐの上体ＵＢの車幅方向における車体に対する相対移動量が予め設定された所定値（閾値）以上となったか否かを判別する。
上体ＵＢの移動量が、所定値以上である場合はステップＳ２５に進み、所定値未満である場合はステップＳ２３に戻り、以降の処理を繰り返す。

＜ステップＳ２５：ショルダ・バックルプリテンショナ作動、ロッキングタングアンロック＞
乗員保護装置制御ユニット３０は、ショルダプリテンショナ５０、バックルプリテンショナ８０を作動させるとともに、ロッキングタング７０をロック状態からアンロック状態へ移行させる。
ショルダプリテンショナ５０、バックルプリテンショナ８０は、それぞれショルダベルト部２３０Ｓ、ロッキングタング７０を牽引する第２の牽引状態とする。
さらにロッキングタング７０のアンロック状態への移行により、ラップベルト２３０Ｌの張力の一部もショルダベルト部２３０Ｓに伝達されることによって、ショルダベルト部２３０Ｓの張力は、急激に増加する。
その後、一連の処理を終了する。

以上説明した第３実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、乗員Ｐの上体ＵＢの実際の挙動に基づいて第２の牽引状態への移行を行うことにより、制御の精度を高め、より確実に乗員保護効果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）乗員保護装置及びこれが搭載される車両の構成は、上述した実施形態に限らず適宜変更することができる。
例えば、上述した各プリテンショナ、ロッキングタングの制御によるショルダベルト部、ラップベルト部の張力制御に加えて、エアバッグ等の他の乗員拘束装置を組み合わせて利用し、乗員保護を行うようにしてもよい。
（２）実施形態において、乗員保護装置は一例として乗用車の前席に設けられるものであったが、これに限らず、後席（複数列を有する車両における２列目以降）に設けることも可能である。

１ 乗員保護装置 １１ ステレオカメラ装置
１２ ミリ波レーダ装置 １３ レーザスキャナ装置
２０ 環境認識ユニット ３０ 乗員保護装置制御ユニット
３１ 加速度センサ ３２ 乗員モニタリング装置
４０ エアバッグ制御ユニット
５０ ショルダプリテンショナ ６０ ラッププリテンショナ
７０ ロッキングタング ８０ バックルプリテンショナ
１００ 車室 １１０ フロア
１１１ フロアトンネル １１２ フロントサイドフレーム
１１３ サイドシル １１４ シートクロスメンバ
１２０ トーボード １３０ ルーフ
１３１ ルーフサイドフレーム １３２ ルーフトリム
１４０ フロントガラス １５０ インストルメントパネル
１６０ サイドドア １６１ アウタパネル
１６２ ドアトリム １６３ ドアガラス
１７０ センターコンソール １８０ Ｂピラー
２００ シート ２１０ 座面
２１１ シートレール ２２０ シートバック
２２１ サイドサポート
２３０ シートベルト ２３０Ｓ ショルダベルト部
２３０Ｌ ラップベルト部 ２３１ リトラクタ
２３２ バックル ２３３ スリップジョイント
Ｐ 乗員 Ｈ 頭部
ＵＢ 上体 Ｆ 大腿部

Claims (6)

1. 車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、
   前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、
   前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、
   前記ラップベルト部を牽引して張力を与えることが可能なラップベルト牽引部と、
   側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段と
   を備える乗員保護装置であって、
   前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態としかつ前記ラップベルト牽引部に前記ラップベルト部を牽引させることで前記乗員の上体が車幅方向内側に移動する挙動を許容する第１の牽引状態とし、その後前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を牽引させることで前記乗員の上体を車幅方向外側の肩部が後退する方向に回動させる第２の牽引状態とする制御部を有すること
   を特徴とする乗員保護装置。
2. 車体中央に対して左右いずれか一方にオフセットして着座する乗員の車幅方向外側の肩部付近と車幅方向内側の腰部付近との間にわたして配置されるショルダベルト部、及び、前記乗員の車幅方向内側の腰部付近と車幅方向外側の腰部付近との間にわたして配置されるラップベルト部を有するシートベルトと、
   前記乗員の車幅方向内側の腰部付近に設けられたバックルに着脱可能に取り付けられ、前記シートベルトが通されるとともに、前記ショルダベルト部と前記ラップベルト部との間で前記シートベルトが移動することを許容するアンロック状態と前記移動を規制するロック状態とを切り替え可能なロッキングタングと、
   前記ショルダベルト部を牽引して張力を与えることが可能なショルダベルト牽引部と、
   前記ラップベルト部を牽引して張力を与えることが可能なラップベルト牽引部と、
   側面衝突又はその前兆を検出する側面衝突検出手段と
   を備える乗員保護装置であって、
   前記側面衝突検出手段が前記乗員側とは反対側からの側面衝突又はその前兆を検出した場合に、前記ロッキングタングを前記ロック状態としかつ前記ラップベルト牽引部に前記ラップベルト部を牽引させるとともに、前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を所定の予備牽引力で牽引させることで前記乗員の上体が車幅方向内側に移動する挙動を許容する第１の牽引状態とし、その後前記ショルダベルト牽引部に前記ショルダベルト部を前記予備牽引力よりも大きな牽引力で牽引させることで前記乗員の上体を車幅方向外側の肩部が後退する方向に回動させる第２の牽引状態とする制御部を有すること
   を特徴とする乗員保護装置。
3. 前記制御部は、前記第１の牽引状態から前記第２の牽引状態に移行する際に、前記ロッキングタングを前記ロック状態から前記アンロック状態へ移行させること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乗員保護装置。
4. 前記バックルに設けられ、前記ロッキングタングを牽引するタング牽引部を備え、
   前記第２の牽引状態において、前記タング牽引部により前記ショルダベルト部を牽引すること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の乗員保護装置。
5. 前記制御部は、前記側面衝突の発生後、所定時間の経過後に前記第１の牽引状態から前記第２の牽引状態に移行させること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の乗員保護装置。
6. 乗員の挙動を検出する乗員挙動検出部を備え、
   前記制御部は、乗員の上体の移動量が所定値以上となった際に前記第１の牽引状態から前記第２の牽引状態に移行させること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の乗員保護装置。
   

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